榨菜瘤狀莖膨大相關(guān)基因篩選及種質(zhì)創(chuàng)新.pdf

1、榨菜(Brassicajuncea Coss.var.tumida Tsen et Lee)在植物分類學(xué)上屬于十字花科蕓薹屬芥菜種莖瘤芥變種，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物。榨菜作為我國(guó)傳統(tǒng)的特色加工蔬菜，其腌制產(chǎn)品以其鮮、香、嫩、脆的獨(dú)特風(fēng)味馳名中外。推動(dòng)榨菜產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展對(duì)促進(jìn)我國(guó)農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。
　　 本研究主要包含以下兩方面工作:篩選榨菜瘤狀莖膨大過(guò)程中的差異表達(dá)的關(guān)鍵基因，為闡明榨菜瘤狀莖膨大的分

2、子調(diào)控機(jī)理奠定更多基礎(chǔ);創(chuàng)新榨菜種質(zhì)，服務(wù)于理論研究和育種實(shí)踐?，F(xiàn)在主要研究結(jié)果歸納如下:
　　 (1)自第三時(shí)期榨菜進(jìn)入了迅速生長(zhǎng)期，莖體積、莖鮮重、莖縱徑、莖橫徑迅速增長(zhǎng)。結(jié)果表明:第三時(shí)期可能是榨菜瘤狀莖膨大的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
　　 (2)利用cDNA-AFLP技術(shù)分析了榨菜瘤狀莖發(fā)育過(guò)程中的基因表達(dá)特征，最終成功回收到30條在瘤狀莖發(fā)育過(guò)程中差異表達(dá)轉(zhuǎn)錄衍生片段(transcript-derived fragment

3、，TDF)，測(cè)序后根據(jù)已有的研究報(bào)道對(duì)其進(jìn)行了功能注釋。結(jié)果表明:TDF3、TDF6、TDF14、TDF15、TDF16、TDF21共6個(gè)轉(zhuǎn)錄衍生片段在瘤狀莖發(fā)育前期特異表達(dá)，可能參與了瘤狀莖膨大的誘導(dǎo)過(guò)程。其余24個(gè)轉(zhuǎn)錄衍生片段在榨菜瘤狀莖迅速膨大時(shí)期表達(dá)，可能參與了瘤狀莖的迅速膨大過(guò)程。
　　 (3)在TDF11序列的基礎(chǔ)上，克隆了榨菜APY基因。基因DNA序列全長(zhǎng)為2712 bp，包含9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子?；蚓幋a區(qū)域(

4、CDS)長(zhǎng)度為1521 bp。氨基酸序列分析表明:榨菜APY基因編碼產(chǎn)物可能是定位于膜上的胞外ATP水解酶。獲得了榨菜APY基因上游890 bp的序列，利用PlantCARE數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)其可能的順式作用元件。結(jié)果表明:榨菜APY基因可能受激素調(diào)控，同時(shí)參與了光照、低溫及其它非生物逆境的響應(yīng)。
　　 (4)利用熒光定量PCR技術(shù)分析了榨菜APY基因在榨菜瘤狀莖發(fā)育的六個(gè)時(shí)期葉片和莖中的相對(duì)表達(dá)量。結(jié)果顯示:榨菜APY基因在葉片中的表

5、達(dá)量較低，且比較穩(wěn)定。在莖中的表達(dá)顯著高于葉片中的表達(dá)量，呈現(xiàn)先逐步升高再降低的趨勢(shì)，在榨菜瘤狀莖發(fā)育的第四時(shí)期表達(dá)量最高。分析了在第四時(shí)期榨菜莖各部位中APY基因的表達(dá)情況。結(jié)果顯示:在P1區(qū)域（瘤突起部位），APY基因的表達(dá)顯著高于其它區(qū)域。上述結(jié)果表明:榨菜APY基因很可能參與了榨菜瘤狀莖的膨大過(guò)程，同時(shí)與瘤狀突起的形成可能也有關(guān)聯(lián)。分析了在三個(gè)光周期處理?xiàng)l件下榨菜APY基因的表達(dá)，結(jié)果顯示:在中日照和短日照條件下APY基因的表達(dá)

6、量顯著高于在長(zhǎng)日照條件下的表達(dá)，短日照條件下APY基因表達(dá)量最高。分析了兩個(gè)溫度處理下榨菜APY基因的表達(dá)，結(jié)果顯示:14℃/12℃處理?xiàng)l件下APY基因的表達(dá)顯著高于26℃/24℃的表達(dá)。結(jié)果進(jìn)一步表明:榨菜APY基因在榨菜瘤狀莖膨大過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，且其表達(dá)很可能受光周期和溫度的調(diào)節(jié)。
　　 (5)通過(guò)對(duì)榨菜與紫甘藍(lán)嫁接嵌合體后代的篩選，選擇出了具備選育加工型榨菜品系的潛質(zhì)的優(yōu)良株系。其主要表現(xiàn)為:生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、株形較直立、葉

7、緣為波狀，瘤狀莖扁圓、肉瘤圓渾、溝間寬度和深度較小，同時(shí)瘤狀莖成熟期基部不貼地，軟腐病抗性較好。
　　 (6)在榨菜與紫甘藍(lán)嵌合體后代GS1代中，發(fā)現(xiàn)了花器官變異的植株，其主要表現(xiàn)是:無(wú)花瓣產(chǎn)生或產(chǎn)生絲狀花瓣。經(jīng)過(guò)單株自交（到目前GS3代）發(fā)現(xiàn)，這種變異是可穩(wěn)定遺傳的。此變異株系將有助于從另一個(gè)角度去闡明嫁接誘導(dǎo)的可遺傳變異機(jī)理，同時(shí)在芥菜型油菜無(wú)花瓣品種選育方面可能具有一定應(yīng)用價(jià)值。
　　 (7)通過(guò)紅色葉芥與榨菜的雜